超声在线波浓度计

DF-6420 超声波在线浓度计

一 、产品概述

DF-6420超声波（矿浆）在线浓度计是东方测控在DF-PSM超声波在线粒度仪研发应用成功基础上完成的一个衍生产品，并针对矿浆中微小气泡等对超声衰减的重大影响这个特殊性以及浓度计应用特殊性，采用专有的专利技术消除应用过程中干扰的影响，研发成功并推向市场。

超声波在线浓度计属于一种非核检测方法的矿浆浓度在线检测仪表，具有无射线污染、专有的专利技术消除介质中气泡和矿浆流速变化的影响、现场安装、标定简单，可适合不同种类矿浆浓度检测，具有温度自动补偿功能等优点。

二、工作原理

DF-6420超声波（矿浆）浓度计的工作原理是基于超声波在矿浆这类均匀悬浮液中传播时，其振幅随被测矿浆中固体量的多少及粒子大小变化而变化的超声衰减测量。只要测出超声波穿过被测矿浆时的衰减量就可知道被测矿浆的浓度。在一定条件下，当矿浆中粒子很小时，粘滞吸收衰减起主要作用；当颗粒很大时，散射衰减起主要作用。

三、技术参数

物理性能

尺寸 传感器：一个发射和一个接收换能器，

Φ25mm×h30mm

传感器材质 316不锈钢，内衬环氧树脂

环境性能

防护等级 IP65（变送器）

IP68（管道传感器）

>IP68（浸没式传感器）

温度 控制器：-20~60℃

传感器：-50~100℃

压力 最大20Bar

测量性能

精度 2%（1σ）

分辨率 0.5%的满量程

量程 0%~70%

温度补偿 通过内置温度传感器全量程自动补偿

模拟输出 4-20mA，最大750Ω

继电器输出 高、低浓度报警节点

通信接口 RS485

供电 220Vac，小于200VA

四、产品特点

1、国内首款用于在线检测矿浆浓度的超声波浓度计

目前市场上国内外所有超声波浓度计产品均不能成功应用于工业现场准确测量矿浆浓度。本公司的超声波浓度计解决了应用在工业现场的相关难题，克服了气泡、粒度、温度等因素的影响，可以准确测量矿浆的浓度变化。

2、解决悬浊液中气泡对测量结果的影响

超声波衰减原理的检测仪表大多采用庞大的机械结构及电气装置来消除气泡影响，这样既增加了成本又增加了维护量及故障点。本公司研发人员通过各种调研及大量实验摸清了气泡对浓度测量影响的规律，采用本公司独有的专利方法解决了这个问题。

3、解决粒度变化对测量结果的影响

超声波在通过悬浊液的时候会发生散射衰减，媒质本身的晶粒结构、媒质中的悬浮粒子、杂质和气泡等都可以构成超声波的散射体而引起这种衰减。在工业现场由于工艺要求，在一定的环境范围内，矿浆的粒度分布存在一定规律。通过选择适当的频率，媒质的粒度对散射衰减的影响就可以降到很低的程度。

一定粒度的超声波衰减与超声波频率成线性变化。粒度和对应的衰减曲线斜率成正比，这样不同粒度总会存在着一个共同频率，在此频率下，粒度在一定的范围内变化，超声衰减不变。这种频率选择方法应用在超声波浓度计的发射频率选择上，使得DF-6420超声波（矿浆）浓度计适应性更广。 此概念在超声波浓度计设计中的应用，大幅度提高检测精度和适应性，这就增加了超声波浓度计的竞争力。

4、多种频率测量浓度

本系统采用低成本的数字频率合成器AD 9833作为超声波发射单元的脉冲生成器。AD9833是可编程的，方便产生低于12.5 MHz各个频率的波形，变换速度快。在高速电路的作用下产生脉冲串,这个脉冲串经过功率放大电路对超声波换能器进行驱动。

5、宽幅动态检测范围

超声波浓度计回波接收模块前端电压可以从“µV”级到“V”级。具有很宽的动态范围，宽动态范围给应用设计带来很多问题。在实际应用中，一般会对所要处理的信号进行非线性压缩。在这里我们采用了对数放大器，它使得输出信号和输入信号的包络成对数比例。对数放大器在一些雷达及超声仪器中有很典型的应用，但是只能提供80dB左右的动态范围。由于超声波浓度计测量范围大，加之受气泡的影响使得信号的动态范围更大，我们在东方测控的超声波仪表中首次采用了对数放大器加低噪声自动增益控制AGC相结合的方法，将信号的动态范围扩大到120dB。

6、先进的软件算法

数据处理采用曲线拟合法,曲线拟合法是用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间的函数关系的一种数据处理方法。浓度曲线拟合经过多次的试验校正，采用了两条一次曲线和一条二次曲线，确保浓度的最大程度拟合。同时由于各个现场不同环境的需要，设置了一些拟合参数，以便于随时调整。

五、产品应用

DF-6420超声波（矿浆）浓度计目前主要有管段式、浸入式这两种应用型式。

1、管段式

管段式超声波（矿浆）浓度计主要适合安装于给矿管、精矿管、沉沙管等工艺管道上。

2、浸入式

浸入式超声波（矿浆）浓度计主要适用于自流管、溢流管等工艺管道中的矿浆浓度检测，也可适用于沉淀池淤泥浓度以及大口径的管道、流槽、容器等工艺场所的浓度检测。